Zwei Fragen an Physiker/Flugzeugmechs/Vielflieger

[D. Mayer]

Hallo Forumler,

 

Wieder zurück von meinem USA-Aufenthalt sind mir zwei Fragen rund ums Airlinefliegen eingefallen. Dinge, die ich als Passagier festgestellt habe:

 

1. Der Flug von Washington (IAD) nach Las Vegas (LAS) wurde mit einem Airbus A320 der Ted durchgeführt. Ich hatte das Glück in der Reihe 3 (Economy Plus) platziert zu werden. Wie schon bei anderen Airbus-Mitflügen auf Sitzen in der Business Class oder eben Eco Plus (einfach vor dem Flügel resp. den Triebwerken) ist mir aufgefallen, dass beim Airbus A320 (und vermutlich auch bei anderen Airbus-Modellen) während dem Takeoff die Triebwerke anders tönen als bei einem vergleichbaren Flugzeug (z.B. 737). Der Ton erinnert mich an einen Elektromotor (Nicht ganz einfach zu beschreiben). Mit was hängt dieser Ton zusammen?*

 

2. Die zweite Frage ist Flugzeugtyp und Sitzplatz unabhängig. Von wo kommt das Gefühl und die optische Wahrnehmung/Täuschung des Bergaufrollens während dem Beschleunigen auf der Piste? Wenn ich während dem Beschleunigen aus dem Fenster schaue (Als Pax 90 Grad zur Flugrichtung), scheint es als ginge die Piste bergauf.

 

 

*Mit dieser Frage möchte ich keine Diskussion über Airbus Pro/Contra auslösen, ist nur eine sachliche Frage die einer Feststellung entsprungen ist.

[Robert Grünig]

Sali Dennys

 

Zur ersten Frage kann ich dir nichts sagen. Sorry.

 

Zu Frage zwei:

 

Beim Beschleunigen des Flugzeugs, tritt eine Kraft nach hinten (entgegen der Fahrtrichtung) auf. Das kommt daher, dass dein Körper eine gewisse Trägheit hat. Er möchte an Ort und Stelle bleiben. Um deinen Körper zu bewegen, benötigt man eine Kraft. In diesem Fall liefert diese die Triebwerke. Diese Kraft wirkt nun auf dich. Für deine Sinnesorgane ergibt diese Kraft nach hinten das selbe Gefühl, als würdest du in einer Achterbahn den Startaufstieg hinauffahren. Jedoch ist es bei der Achterbahn die Erdanziehungskraft, besser gesagt das Überwinden jener, welche auf dich wirkt.

 

Alles klar?

 

Gruess

Robert

[MIKE78]

Toll zu wissen, dass ich nicht der Einzige bin, der diese Erfahrung (Frage 1) auch schon mehrmals gemacht hat. Das Geräusch hört nach einer gewissen Zeit dann auf wenn man die Reiseflughöhe erreicht hat. Diese Erfahrung machte ich schon mehrmals bei A319/320 Flügen bei folgenden Gesellschaften: SWISS, Austrian und Edelweiss allerdings noch nie bei EasyJet und AirBerlin.

 

Find ich auch ein wenig seltsam..

 

Gruss

Mike

[D. Mayer]

Hi Robert,

 

Vielen Dank für die Ausführungen. Somit kann man eigentlich von einer Sinnestäuschung sprechen. Dieselbe Wahrnehmung sollte also auch bei sich rasch beschleunigenden Rennautos auftreten.

 

@Mike: Das Geräusch hört nach relativ kurzer Zeit auf, ich schätze sobald nicht mehr 100% Leistung gezogen wird. Das Geräusch ist auch vom Boden aus hörbar. Ist mir beim Fotografieren am Pistenende aufgefallen.

[Marc L.]

Hallo Dennys

 

 

Dieses Geräusch ("dröhnen") hört man auch gut von ausserhalb des Flugzeuges, aber nur solange man sich vor den Triebwerken befindet.

Was diese Geräusche auslöst, kann ich nicht sagen.

 

 

 

Gruss Marc

 

PS: Danke für die Karte ;)

[by-flight]

Hallo Dennys

 

Das mit dem Geräusch kann ich mir nur so erklären. Beim Start werden die Triebwerke auf Take Off Power gebracht, das heisst das Triebwerke nähern sich der Leistungsgrenze. Ich denke es kommt auf den Hersteller des Triebwerks an in wechler konfiguration sie die Schaufeln anbringen. Der Ton wird von der durchströmten Luft produziert. Es wird eine andere Luftverwirbelung im und hinter dem Triebwerk geben wie beim Reiseflug.

[Wilko Wiedemann]

Zu hören sind diese Geräusche bei allen Airbussen mit CFM-56-Triebwerken.

 

Gruss

 

Wilko

[Juschi]

Da wir schon bei diesen Fragen sind, stelle ich auch noch eine, allerdings zur 734

 

Ich weiß nicht, ob ihr das auch schon mal erlebt habt, aber bei den 737-400 von HLX bzw. tuifly, die ich hin und wieder fliege zeigen nach der Landung die Röhrenmonitore, welche im Gang an der Decke befestigt sind, immer Erscheinungen als wäre man mit einem Magneten drübergefahren. Nach einer Weile geht das wieder weg. Im Flug ist das nicht. Aber immer nach der Landung sehe ich den Effekt. Ich frage mich, was das auslöst. Es ist nicht nur ein CRT, sondern mehrere.

[Danix]

Das Geräusch ist das akustische "Rattern" der Fanschaufeln. Heutige Düsentriebwerke sind auf Effizienz optimiert, weshalb der grösste Teil des Luftstromes nicht mehr durch den Kompressor, Brennkammer und die Turbine geht, sondern aussen herum, beschleunigt durch die grosse Fanschaufel zu vorderst.

 

Dieser Fan ist eigentlich nichts anderes als ein Propeller. Er beschleunigt Luft.

 

Frühere Triebwerke "röhrten", das ist das typische Geräusch von sehr schneller Luft, die explosionsmässig hinten rausschiesst. Dieses Geräusch hört man immer noch, je mehr man sich hinter dem Triebwerk aufhält.

 

Dieses Phänomen trifft man nicht nur beim CFM, sondern auch bei den IAE-Motoren, wie auch mehr oder weniger bei allen anderen modernen Triebwerken, vor allem diese extremen Mocken, auf B777.

 

Verfärbung der Bildschirme:

Habe ich auch schon des öftern festgestellt - obwohl ich Airlines vermeide, die immer noch keine persönlichen Bildschirme haben ;-)

Ich erkläre es mir so, dass durch das ewige Rauf und Runter die Röhren verzogen sind, und deshalb werden die Strahlenbündel nicht mehr korrekt auf die Mattscheibe geschossen. Aber sicher bin ich mir nicht.

 

Dani

[by-flight]

Hoi Dani

 

Das mit den Bildschirmen könnte die statische Aufladung während eines Fluges der Grund sein, dass sich die Röhren Bildschirme verfärben. Ich könnte mir vorstellen, dass bei der Landung die statische Aufludung abgebaut wird und ein kleines magnetfeld entsteht wo diese Bildschirme einweing beeinflussen. Ist nur so eine Vermutung.

[Webwings]

Interessant, dass Du das Röhren nur bei Swiss, AUA und Edelweiss hörst, nicht aber bei Air Berlin und EasyJet.

 

Endlich ist das Mysterium der Billigfluggesellschaften geklärt: Nicht die billigeren Personalkosten oder schlechtere Wartung machen die Ticket-Preisunterschiede aus, sondern die Tatsache, dass die Low Coster das teure "Triebwerkröhren beim Start" nicht bestellt haben. Dieses spezielle Feature wird vom Triebwerkhersteller CFM nur auf speziellen Wunsch mitgeliefert und kostet die Betreiberairline (Schätzungen eines Aviatikexperten) bis zu 2´000 EUR pro 10 Flugstunden. Da das Röhren früher als Statussymbol galt, haben alle klassischen Linienfluggesellschaften diese Option noch bestellt. Erst die Low Cost Airlines verzichten nun auf dieses Statussymbol, und haben röhrfreie Triebwerke installiert. Nun sitzen bei jedem Flug enttäuschte Fans (sic) auf den Flügen und warten vergeblich auf das Röhren.

 

Da gibt es nur eins: Mit den echten Full Service - Full Cost Airlines fliegen!

 

:007:

 

´tschuldigung, es ist dieses Jahr einfach zu früh heiss geworden... :p

 

Liebi Grüess,

Markus

 

...muss grad weg nach FRA, mit OE-LBS, einem Flugzeug, dass noch röhrt... :cool:

[Hauke Jürgens]

Moin,

 

man kann dabei noch ergänzen, dass es nicht direkt an den CFM-Triebwerken liegt. Die B737-400/500/600/NG fliegt nämlich auch mit CFM-56, genauso wie der A340 und die DC-8. Allerdings sind es versch. Versionen, kann nicht genauer sagen, wo da die Unterschiede sind. Aber an denen wird es dann wohl liegen :).

 

Gruß Hauke

[mmaisch]

Beim Beschleunigen des Flugzeugs, tritt eine Kraft nach hinten (entgegen der Fahrtrichtung) auf.

 

Diese Kraft ist eine fiktive Kraft. Die eigentliche Kraft wirkt in Fahrtrichtung des Flugzeuges. Was man selbst spürt, wird durch die eigene Trägheit ausgelöst, wie bereits richtig gesagt wurde :)

[Robert Grünig]

Sali ? (mmaisch) :005:

 

Rein physikalisch gesehen hast du natürlich Recht. Aber so wie ich es geschrieben habe, ist es die Wahrnehmung durch den Körper. So sollte es eigentlich jeder verstehen.

 

Gruess

Robert :)

[Danix]

Hauke, genau, ich vermute, dass zusätzlich noch ein aerodynamisches Geräusch bei den Eintrittskanten der Triebwerksgondel dazu kommt. Es spielen zahlreiche Faktoren bei der Lärmentwicklung mit, wahrscheinlich wissen nicht mal die Ingenieure, welches Teil genau welchen Laut verursacht.

 

Betont werden muss noch, dass das Kompressorgeräusch, wie dieses neuartige Geräusch auch genannt wird, immer leiser ist als das Turbinengeräusch von alten Triebwerken. Es ist also eine Verminderung/Verbesserung.

 

Auch Dezibels beweisen, dass die Airbusse leiser sind.

[beni]

Alles falsch!

 

Das sind die ganz neuen Hybrid-Antriebe (auch Elektro-Turbo-Düse genannt).

Für den Start wird aus Umweltschutz / Lärmgründen nur der Elektromotor gebraucht...:D :D :D

 

(duckundweg)

[wabis]

Hoi Dani

 

Das mit den Bildschirmen könnte die statische Aufladung während eines Fluges der Grund sein, dass sich die Röhren Bildschirme verfärben. Ich könnte mir vorstellen, dass bei der Landung die statische Aufludung abgebaut wird und ein kleines magnetfeld entsteht wo diese Bildschirme einweing beeinflussen. Ist nur so eine Vermutung.

 

Ein Elektronenstrahl lässt sich nur mit einem elektrischen Feld und/oder einem Magnetfeld ablenken. Es muss also entweder eine elektrische Ladung in der Nähe aufgebaut worden sein oder ein Magnetfeld. Elektrische Ladungen lassen sich einfach abschirmen, das dürfte hier eher wegfallen. Im Flugzeug sitzt man in einem Faradayschen Käfig. Selbst wenn sich das Flugzeug elektrisch auflädt, ist davon im Inneren nichts zu messen! Um ein entsprechendes Magnetfeld aufzubauen müsste ein Strom in einer Spule oder einem anderen Leiter in der Nähe fliessen. Wenn es nur ein Draht wäre, müsste der Strom entsprechend hoch sein, um ein ausreichendes Magnetfeld zu erzeugen.

 

Denkbar wären auch noch Spannungsschwankungen in der Stromversorgung der Bildschirme, welche die Elektronik für die Strahlablenkung etwas aus dem Tritt bringen könnte?

 

Noch eine Bemerkung zur Illusion des Bergauffahrens:

 

Einstein hat herausgefunden, dass es keinen Unterschied gibt zwischen einem ruhenden System auf der Oberfläche eines Himmelskörpers - also einem ruhenden System in einem Gravitationsfeld - und einem beschleunigten System im gravitationsfreien Raum - z.B. einer Rakete. Gravitation, also auch die Erdanziehung, unterscheidet sich in NICHTS von einer Beschleunigung. Wäre im Boden ein Loch, würden wir im freien Fall in Richtung Erdmittelpunkt fallen, was von der Oberfläche aus gesehen genau gleich aussehen würde, als würden wir zum Erdmittelpunkt hin beschleunigt. In Wirklichkeit wäre aber der fallende Körper unbeschleunigt, denn er folgt einfach der hier vorhandenen Raumzeit-Krümmung. Daher fühlt man sich im Fall schwerelos.

 

Der Erdboden hindert uns aber daran, dieser Geodäten in der gekrümmten Raumzeit zu folgen. Der Boden übt genau so viel Kraft auf uns aus, dass wir nicht in Richtung Erdmittelpunkt beschleunigt werden, sondern auf der Oberfläche still stehen. Was wir als Gewichtskraft = Körpermasse mal Erdbeschleunigung wahr nehmen ist eigentlich nichts anderes als die Gegen-Beschleunigung, die der Erdboden bewirkt, um den Fall (Beschleunigung) in Richtung Erdmittelpunkt aufzuheben, der durch die Raumzeitkrümmung zustande kommt. Die Krümmung von Raum UND Zeit (!) ist eine Folge der Erdmasse und aller Energien innerhalb der Erde. Wegen dieser Kraft tun uns mit der Zeit die Füsse weh :)

 

Wir können also nicht direkt eine Beschleunigung spüren, sondern nur die Kräfte, welche eine Beschleunigung bewirken. Unser Gehirn ist so geeicht, dass es die Kraft, die uns nach oben beschleunigt (bzw. daran hindert, nach unten zu fallen), als Anziehungskraft interpretiert. Obwohl diese Kraft eigentlich von unten auf unsere Füsse wirkt, meinen wir, wir drücken mit unserem Gewicht nach unten. Für unser Gehirn ist immer dort Unten, von wo diese Kraft her wirkt.

 

Wenn wir nun in einem Flugzeug horizontal beschleunigt werden, so wirkt neben der Kraft von unten noch die Kraft der Düsen, welche uns im 90 Grad Winkel dazu vorwärts beschleunigt. Die beiden Kraft-Vektoren kann man geometrisch addieren: Ein Kraftvektor von unten plus ein Kraftvektor von hinten ergibt ein Kraftvektor, welcher irgendwo noch vorne oben zeigt. Da unser Gehirn wie gesagt immer das als Unten interpretiert, was genau entgegen dem Kraftvektor zeigt, haben wir die Illusion, Unten ist jetzt unten-hinten, oder anders gesagt, wir haben das Gefühl, der Stuhl sei nach Hinten gekippt, wie wenn wir bergauf fahren würden.

 

Diesen Effekt nutzen übrigens die Full-Motion-Simulatoren aus. Um also eine Beschleunigung nach vorne zu simulieren, müssen sie die Kabine nach hinten neigen, sodass die Kraft, die der Boden auf uns ausübt, nicht mehr von Unten, sondern von unten-hinten kommt. Da sich der Bildschirm mit der Umgebung daruf ebenfalls mit neigt, sodass wir optisch nichts von der Neigung sehen, bekommen wird das Gefühl, wir würden nach vorne Beschleunigt. Einzig die Grösse der Kraft kann im Simulator nicht simuliert werden. Im Simulator müsste die Erdanziehungskraft ca. 40% vergrössert werden können, um die Illusion perfekt zu machen.

[Volume]

Hi Jungs,

 

Es ist mir auch schon aufgefallen, daß insbesondere die Airbusse mit den CFM-Triebwerken dieses "schnarrende" Triebwerksgeräusch bei hoher Leistung und geringer Geschwindigkeit machen. Dies gilt für den A320 genauso wie für den A340. Wird beim flex-Takeoff nicht die volle Leistung gesetzt, ist das "schnarren" wesentlich schwächer ausgeprägt. Bei höherer Geschwindigkeit wird es auch deutlich schwächer. Ich erkläre es mir als Ablösungen der Einlaufgrenzschicht innen in der Cowling, mit der Folge das die Fanblattspitzen in stark turbulenter Luft arbeiten.

Kann man etwa mit dem typischen Propellergeräusch der SpeedCanard erklären, bei der der Propeller durch den Flügelnachlauf schlägt.

 

Gruß

Ralf